Thor beger sig ut på en väldigt annorlunda resa – han söker inre ro. Men hans ledighet avbryts av den galaktiska mördaren Gorr the God Butcher. För att bekämpa hotet tar Thor hjälp av King Valkyrie, Korg och ex-flickvännen Jane Foster som – till Thors stora förvåning – kan svinga hans magiska hammare Mjolnir, då hon blir The Mighty Thor. Tillsammans ger de sig ut på en skrämmande, kosmisk resa för att avslöja mysteriet med Gorr the God Butchers hämnd och stoppa honom innan det är för sent.